FR2602825A1 - Rotary internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

The present invention describes a novel rotary internal combustion engine comprising only two moving parts. This engine, which operates like a centrifugal pump comprises two four-vane rotors simultaneously and successively acting as drive rotor and compressor rotor. Each operational phase, by giving rise to a 30 DEG rotation of a rotor, causes the eight combustion chambers to pass successively in front of three firing zones giving 24 drive strokes per revolution of the two output shafts. This invention makes it possible to design engines equipped with different feed and firing systems intended for various types of fuels.

Description

La présente invention se rapporte à des moteurs à combustion interne et a pour but principal de fournir un nouveau moteur de type rotatif. The present invention relates to internal combustion engines and has the main purpose of providing a new rotary type engine.

Bien que certaines tentatives précédentes aient rencontré un certain succès, ces moteurs ont souffert, apparemment, d'un manque de simplicité mécanique. Although some previous attempts have met with some success, these engines have apparently suffered from a lack of mechanical simplicity.

La présente invention est remarquable puisqu'elle fournit un nouveau moteur rotatif simple, ne comportant que deux éléments en mouvement. La présente invention permet également de construire un moteur comportant des chambres de combustion extrêmement efficaces, conçues de manière à permettre une combustion presque complète du mélange combustible avant que se produise l'échappement à une température et une pression proches de la température et de la pression ambiantes. The present invention is remarkable since it provides a new simple rotary motor, comprising only two moving elements. The present invention also makes it possible to construct an engine comprising extremely efficient combustion chambers, designed so as to allow almost complete combustion of the combustible mixture before the exhaust occurs at a temperature and a pressure close to the temperature and the pressure. ambient.

La présente invention a également pour but de fournir un moteur rotatif dans lequel les produits de combustion et les dépôts de carbone, etc ... sont balayés positivement hors de la chambre de combustion. The present invention also aims to provide a rotary engine in which the combustion products and carbon deposits, etc. are swept positively out of the combustion chamber.

Selon la présente invention, un moteur rotatif comprend deux rotors faisant simultanément et successivement fonction de rotor moteur et de rotor compresseur. According to the present invention, a rotary motor comprises two rotors acting simultaneously and successively as the motor rotor and the compressor rotor.

D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront au cours de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés qui donnent à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation conforme à l'invention. Other advantages and characteristics of the present invention will emerge during the detailed description which follows, made with reference to the appended drawings which give by way of explanation, but in no way limitative, an embodiment in accordance with the invention.

Sur ces dessins
- la figure 1 représente une vue éclatée du moteur avec ses 5 composants.On these drawings
- Figure 1 shows an exploded view of the engine with its 5 components.

- les figures 2, 3, 4 représentent une vue côté fond palier pair F.P (ce dernier étant ici censé être transparent) à des phases de fonctionnement successifs du moteur. - Figures 2, 3, 4 show a view from the bottom of the even bearing landing P.P (the latter being here supposed to be transparent) at successive operating phases of the engine.

- les figures 5, 6, 7 représentent une vue côté fond palier impair F.I (ce dernier étant également censé être transparent) aux mêmes phases correspondantes de fonctionnement que les figures 2, 3, 4. FIGS. 5, 6, 7 represent a view on the bottom of the odd bearing bottom end F.I (the latter also being supposed to be transparent) with the same corresponding operating phases as FIGS.

- la figure 8 est un diagramme de fonctionnement de huit temps moteur pour une rotation de 1200 des arbres de sortie. - Figure 8 is an operating diagram of eight engine times for a rotation of 1200 of the output shafts.

Le moteur représenté est donc un cylindre droit fermé avec deux sortes axiales et dans lequel tournent deux rotors.  The engine shown is therefore a closed straight cylinder with two axial sorts and in which two rotors rotate.

+ Le cylindre (C) fig. 1 est percé de 9 lumières sur la périphérie. (un repérage horaire est utilisé pour aider à l'explication et à la compréhension du fonctionnement du moteur).+ The cylinder (C) fig. 1 is pierced with 9 lights on the periphery. (a time marking is used to help explain and understand how the engine works).

Les lumières L 2, 6, 10 débouchent sur le circuit d'évacuation des gaz brulés. The lights L 2, 6, 10 lead to the flue gas evacuation circuit.

Les lumières L 1, 4, 5, 8, 9, 12 permettent de recycler le fluide de balayage, lubrification, refroidissement, en débouchant dans une nourrice collectrice. The lights L 1, 4, 5, 8, 9, 12 make it possible to recycle the fluid for sweeping, lubrication, cooling, by opening into a manifold.

Les emplacements 3, 7, 11 délimitent les chambres de compression et sont réservés pour installer les dispositifs d'allumage ou d'injection suivant le mode de fonctionnement choisi. The locations 3, 7, 11 delimit the compression chambers and are reserved for installing the ignition or injection devices according to the operating mode chosen.

+ Le fond palier côté Pair (F.P) figure 1 est percé d'une sortie axiale pour l'arbre du rotor pair. Près du palier, les 3 orifices 0. 4, 8, 12 permettent l'admission du gaz frais et les orifices 0. 1, 2, 5, 6, 9, 10 reliés à la nourrice permettent l'admission du fluide de balayage, lubrification, refroidissement.+ The even side bearing bottom (F.P) in figure 1 is pierced with an axial outlet for the even rotor shaft. Near the landing, the 3 holes 0. 4, 8, 12 allow the admission of fresh gas and the holes 0. 1, 2, 5, 6, 9, 10 connected to the manifold allow the intake of the sweeping fluid, lubrication, cooling.

+ Le rotor pair (R.P) figure 1 comprend un demi-arbre, un moyeu cylindrique dont la longueur est la moitié de la longueur du cylindre, quatre pales piston semblables, équidistantes, représentées ici sous la forme d'un ménisque P 2, 4, 6, 8 ; les faces concaves faisant ici office de piston compresseur, les faces convexes ayant fonction de piston moteur. Sur la face externe du moyeu, quatre passages d'admission sont aménagés. Ils permettent en cours de rotation de démasquer les orifices d'admission.+ The even rotor (RP) in figure 1 comprises a half-shaft, a cylindrical hub whose length is half the length of the cylinder, four similar, equally spaced piston blades, represented here in the form of a meniscus P 2, 4 , 6, 8; the concave faces acting here as the compressor piston, the convex faces acting as the driving piston. On the external face of the hub, four intake passages are arranged. They allow the intake ports to be unmasked during rotation.

+ le rotor impair (R.I) a la même description avec les pales piston P 1, 3, 5, 7.+ the odd rotor (R.I) has the same description with the piston blades P 1, 3, 5, 7.

+ le fond palier côté impair (F.I) a la même description que F.P
Les huit pales piston des deux rotors fractionnent en huit parties le volume annulaire compris entre les fonds palier, la paroi intérieure du cylindre et les surfaces cylindriques des deux moyeux. Chacun des 8 volumes tourne autour des moyeux en variant de v à V + v, v étant le volume de la chambre de compression correspondant à l'arc d'une zone d'allumage et V étant le volume dégagé par la rotation de 30O d'une pale piston. V + v est le volume complet d'une chambre de combustion.+ the odd-side bearing bottom (FI) has the same description as FP
The eight piston blades of the two rotors split into eight parts the annular volume between the bearing bases, the inner wall of the cylinder and the cylindrical surfaces of the two hubs. Each of the 8 volumes rotates around the hubs varying from v to V + v, v being the volume of the compression chamber corresponding to the arc of an ignition zone and V being the volume released by the rotation of 30O d 'a pale piston. V + v is the complete volume of a combustion chamber.

Par construction la somme de l'arc d'une pale plus l'arc de la chambre de compression est égale à 30 .  By construction the sum of the arc of a blade plus the arc of the compression chamber is equal to 30.

Le rapport entre ces deux arcs détermine pratiquement le taux de compression du moteur ou rapport volumétrique R puisque Si
R = V + v , on a par similitude R = 300 + arc compression
v arc compression ou R = arc pale + 2
arc compression
On va maintenant décrire le fonctionnement du moteur.The ratio between these two arcs practically determines the compression ratio of the engine or volumetric ratio R since Si
R = V + v, we have by similarity R = 300 + arc compression
v compression arc or R = pale arc + 2
arc compression
We will now describe the operation of the engine.

Le moteur fonctionne comme une pompe centrifuge en aspirant le gaz frais et autres fluides près du centre et en chassant à la périphérie les gaz brûlés et les fluides usés. Chaque chambre se présente en tournant devant les -12 zones d'allumage et d'échappement. The motor works like a centrifugal pump, sucking in fresh gas and other fluids near the center and expelling burnt gases and spent fluids at the periphery. Each room is presented by turning in front of the -12 ignition and exhaust zones.

Position de départ (figure 2, 5) et diagramme (figure 8) ligne 1. Starting position (figure 2, 5) and diagram (figure 8) line 1.

A 3 Heures les pales P 1, 2 ferment une chambre de compression étanche. At 3 o'clock the blades P 1, 2 close a sealed compression chamber.

Entre 4 et 5 heures les pales P 2, 3 limitent une chambre qui débouche en périphérie en L 4, 5 et est ouverte sur la nourrice par O 5, côté I. P 3, 4 débouche par L 6 sur l'échappement et est ouvert sur la nourrice par O 6 côté P. Between 4 and 5 o'clock the blades P 2, 3 limit a chamber which opens at the periphery in L 4, 5 and is opened on the manifold by O 5, side I. P 3, 4 opens with L 6 on the exhaust and is open on the manifold by O 6 on the P side.

P 4, 5 chambre d'admission ouvert au gaz frais en 0 8 côté I et en L 8. P 4, 5 inlet chamber open to fresh gas at 0 8 on the I side and at L 8.

P 5, 6 ouvert en O 9 côté P et en L 9. P 5, 6 open at O 9 on the P side and at L 9.

P 6, 7 gaz brulé ouvert à l'échappement en L 10. P 6, 7 burnt gas open at the exhaust in L 10.

P 7, 8 ouvert en O 12 côté P et en L 12. P 7, 8 open at O 12 on the P side and at L 12.

P 8, 1 ouvert en O 2 côté I et en L 1 et L 2. P 8, 1 open in O 2 side I and in L 1 and L 2.

Allumage à 3 heures piloté par le rotor P arrivé en fin de course. Sa détente propulse P 1 et le rotor I dont le moyeu au début de rotation occulte les orifices O 2, 5, 8 puis en fin de sa rotation de 300 démasque les orifices O 1, 4, 10. (Voir figure 3, 6) et diagramme (figure 8) ligne 2. Ignition at 3 o'clock controlled by the P rotor at the end of the race. Its trigger propels P 1 and the rotor I, the hub of which at the start of rotation obscures the orifices O 2, 5, 8 then at the end of its rotation of 300 unmasks the orifices O 1, 4, 10. (See FIG. 3, 6) and diagram (figure 8) line 2.

La chambre P 1, 2 pleine de gaz brulé s'ouvre sur L 2 échappement. Room P 1, 2 full of burnt gas opens onto L 2 exhaust.

P 2, 3 ouvert en O 4 et L 4 pour sortie fluide. P 2, 3 open at O 4 and L 4 for fluid outlet.

P 3, 4 aspire du fluide par 0 6 et est ouvert en L 5. P 3, 4 sucks fluid through 0 6 and is open at L 5.

P 4, 5 est la nouvelle chambre en compression à 7 heures. P 4, 5 is the new compression chamber at 7 o'clock.

P 5, 6 a aspiré du fluide par O 9 et est ouvert en L 8 et L 9. P 5, 6 has sucked fluid through O 9 and is open in L 8 and L 9.

P 6, 7 ouvert à l'admission O 10 et a évacué le gaz brulé par L 10 échappement. P 6, 7 opened at the inlet O 10 and evacuated the gas burned by L 10 exhaust.

P 7, 8 a aspiré du gas frais par O 12. P 7, 8 sucked in fresh gas through O 12.

P 8, 1 ouvert à l'admission en 0 1 et a la sortie fluide L1
En fin de course, R.I pilote l'allumage à 7 heures.P 8, 1 open at the inlet at 0 1 and at the fluid outlet L1
At the end of the race, RI controls the ignition at 7 o'clock.

Allumage à 7 heures. La détente propulse P 4 et le rotor P dont le moyeu occulte 0 6, 9, 12 puis en fin de rotation de 30C démasque O 2, 5, 8. Voir figure 4, 7 et diagramme (figure 8) ligne 3. Ignition at 7 o'clock. The trigger propels P 4 and the rotor P whose concealed hub 0 6, 9, 12 then at the end of rotation of 30C unmasks O 2, 5, 8. See Figure 4, 7 and diagram (Figure 8) line 3.

La chambre 1, 2 évacue les gaz brulés en L 2. Chamber 1, 2 evacuates the burnt gases in L 2.

2, 3 pleine de gaz frais
3, 4 évacue le fluide usé L 5
4, 5 pleine de gaz brulé
5, 6 évacue fluide usé L 8
6, 7 pleinde fluide frais
7, 8 en compression à 11 heures.2, 3 full of fresh gas
3, 4 discharges the used fluid L 5
4, 5 full of burnt gas
5, 6 discharges used fluid L 8
6, 7 full fresh fluid
7, 8 in compression at 11 o'clock.

8, 1 pleine de fluide usé
En fin de course, R.P pilote l'allumage à 11 heures et l'on se retrouve à la ligne 4 du diagramme. A la ligne 8 de la chambre P 1, 2 se trouve en admission de gaz frais.8, 1 full of spent fluid
At the end of the race, RP controls the ignition at 11 o'clock and we find ourselves in line 4 of the diagram. At line 8 of room P 1, 2 is located in the intake of fresh gas.

La séquence suivante nous donne donc P 1, 2 en compression à 11 heures. Nous avons donc accompli une rotation de 120C (entre 3 et 11 heures) des 2 rotors avec 8 temps moteurs (4 par rotor). The following sequence therefore gives us P 1, 2 in compression at 11 o'clock. We therefore completed a 120C rotation (between 3 and 11 hours) of the 2 rotors with 8 engine times (4 per rotor).


360
Pour une rotation complète des deux rotors 360 x 2 = 24 temps moteur que l'on retrouve facilement puisque chacune des huit chambres se présente devant les 3 zones d'allumage.
360
For a complete rotation of the two rotors 360 x 2 = 24 engine times which are easily found since each of the eight chambers is in front of the 3 ignition zones.

Bien que la présente invention soit décrite pour un mode de réalisation se rapportant à un moteur à allumage par étincelle et où un mélange frais de carburant et d'air est aspiré et comprimé, il est évident qu'elle peut être utilisée avec une injection de carburant. De même, il est évident qu'elle peut être adaptée aussi bien à un moteur du type à allumage par compression comme s'en rendront compte les spécialistes. Although the present invention is described for an embodiment relating to a spark ignition engine and where a fresh mixture of fuel and air is drawn in and compressed, it is obvious that it can be used with injection of fuel. Likewise, it is obvious that it can be adapted as well to an engine of the compression-ignition type as the specialists will realize.

Les agencements d'étanchéité1 n'étant pas considérés comme essentiels en aucune manière pour la présente invention, peuvent être approchés par des techniques connues et un aménagement des formes des différentes pièces en contact. The sealing arrangements 1 not being considered essential in any way for the present invention, can be approached by known techniques and an arrangement of the shapes of the different parts in contact.

Notons en passant que les fonctions de balayage, lubrification, refroidissement peuvent être facilement séparées,sans problème particulier à la construction en connectant différemment les entrées et sorties à d'autres installations accessoires. It should be noted in passing that the functions of sweeping, lubrication, cooling can be easily separated, without any particular problem in construction by connecting the inputs and outputs differently to other accessory installations.

On peut facilement imagier aussi utiliser ces disponibilités pour d'autres réalisations : transfert de volumes d'une ou plusieurs chambres vers une autre pour introduire une suralimentation par exemple. One can easily imagine also using these availabilities for other realizations: transfer of volumes from one or more rooms to another to introduce overeating for example.

I1 est bien entendu que la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui constitue seulement un exemple auquel de nombreuses modifications peuvent être apportées sans qu'on s'écarte de la présente invention.  I1 is understood that the present invention is not limited to the embodiment described and shown which is only an example to which many modifications can be made without departing from the present invention.

Claims (7)

REVENDICATIONS 10 - Moteur rotatif à combustion interne qui comprend deux rotors quadripales faisant simultanément et successivement fonction de rotor moteur et de rotor compresseur en entrainant chacun un demi-arbre de sortie.10 - Rotary internal combustion engine which comprises two quadruple rotors simultaneously and successively acting as engine rotor and compressor rotor, each driving a half output shaft. 20 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'admission du gaz frais et des fluides de balayage, lubrification, refroidissement ou autres se fait près du centre, l'éjection du gaz brulé et des autres fluides se fait en périphérie.20 - Device according to claim 1, characterized in that the admission of fresh gas and sweeping fluids, lubrication, cooling or other is done near the center, the ejection of burnt gas and other fluids is done at the periphery . 30 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que trois zones d'allumage injection sont réservées à la périphérie et sont séparées de 1200. Elles délimitent les chambres de compression.30 - Device according to claim 1 characterized in that three injection ignition zones are reserved at the periphery and are separated by 1200. They define the compression chambers. 40 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que chacune des 8 chambres de combustion est limitée par la face moteur d'une pale piston, la face compresseur d'une autre pale piston1 une partie des faces intérieures du cylindre, des fonds paliers et des moyeux.40 - Device according to claim 1 characterized in that each of the 8 combustion chambers is limited by the motor face of a piston blade, the compressor face of another piston blade1 part of the interior faces of the cylinder, the bearing bottoms and hubs. 5 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'au début de chaque rotation de 30 d'un rotor, son moyeu occulte les orifices restés ouverts puis en fin de course en démasque d'autres utiles pour la séquence suivante de l'autre rotor. Les pales piston étant alors comme précédemment centrées entre 2 zones périphériques (compression et lumières d'évacuation). 5 - Device according to claim 1 characterized in that at the beginning of each rotation of 30 of a rotor, its hub obscures the openings remained open then at the end of the race unmasks other useful for the following sequence of the other rotor. The piston blades then being as previously centered between 2 peripheral zones (compression and discharge lights). 60 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par la fait que la somme de l'arc masqué par une pale piston plus l'arc délimitant une chambre de compression est égale à 300. Le rapport entre ces 2 arcs détermine pratiquement le taux de compression du moteur ou rapport volumétrique par la formule60 - Device according to claim 1 characterized in that the sum of the arc masked by a piston blade plus the arc defining a compression chamber is equal to 300. The ratio between these 2 arcs practically determines the compression ratio of the engine or volumetric ratio by formula arc pale + 2. pale arc + 2. R = + 2.R = + 2. arc compression 7" - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que chaque séquence entraine une rotation de 300 d'un rotor, soit 12 temps moteurs pour la rotation complète de chacun des 2 demi-arbres. 24 temps moteurs pour que l'ensemble se retrouve à l'état initial après un tour complet. 24 temps moteurs que l'on retrouve : 8 chambres de combustion passant successivement devant les trois zones d'allumage.  compression arc 7 "- Device according to claim 1 characterized in that each sequence causes a rotation of 300 of a rotor, that is 12 motor times for the complete rotation of each of the 2 half-shafts. 24 motor times so that the all are found in the initial state after a full revolution 24 engine times that are found: 8 combustion chambers passing successively in front of the three ignition zones. 80 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que chaque chambre de combustion bénéficie de deux vacations disponibles pour des fonctions annexes : balayage, refroidissement, lubrification ou autres (suralimentation par exemple). La qualité et l'ordre de ces fonctions devant être fixés à la construction du moteur, il suffit de raccorder judicieusement des entrées et des sorties entre elles ou aux accessoires nécessaires pour permettre ces fonctions.80 - Device according to claim 1 characterized in that each combustion chamber has two vacations available for additional functions: sweeping, cooling, lubrication or other (overfeeding for example). The quality and order of these functions must be fixed to the construction of the motor, it suffices to judiciously connect inputs and outputs to each other or to the accessories necessary to enable these functions. 90 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'allumage et l'injection éventuels sont pilotés par le rotor qui arrive en fin de sa course de 30 10 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'on peut faire varier dans des limites étendues les dimensions et la forme des chambres de combustion. Ce qui permet de concevoir des moteurs destinés à des types extrêmement variés de carburants et à des types équipés de systèmes d'allumage et d'alimentation différents. 90 - Device according to claim 1 characterized in that the ignition and possible injection are controlled by the rotor which arrives at the end of its 30 30 stroke - Device according to claim 1 characterized in that one can vary within wide limits the dimensions and shape of the combustion chambers. This makes it possible to design engines intended for extremely varied types of fuels and for types fitted with different ignition and supply systems.
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